银木凋落叶在分解过程中对玉米生长的影响及施肥的缓解作用

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:johnchen1001
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化感作用广泛存在于自然界,在农作物的自毒作用,森林更新失败以及植物入侵等过程中扮演重要角色,对农林业及自然生态系统有着重要影响。化感物质广泛存在于植物的根、叶等组织器官及根际土壤中,并通过主要通过四种途径进入大自然中:根系分泌、淋洗、挥发和植物残体分解。银木(Cinnamomum septentrionale Hand.-Mazz)因其树枝秀丽,四季常青,且适应性强等特点,在我国南方农村,银木广泛种植于城镇及乡村四旁,与当地常见的农作物毗邻。但研究表明,银木具有较强的化感作用,其凋落的叶片易对作物的生长造成不利影响。因此,本研究通过盆栽试验,模拟自然条件下银木凋落物分解和施肥对玉米(Zea mays)生长生理的影响,旨在为银木与农作物复合种植的物种搭配和凋落物管理提供一定的理论依据和技术参考。研究结果如下:(1)银木凋落叶分解对玉米生长、生物量及产量的影响各添加量银木凋落叶在土壤分解过程中对玉米的生长(株高、地径、鲜重、叶面积和产量等)产生了不同程度的抑制,且随着凋落叶添加量的加大,这种抑制作用逐渐增强。在凋落叶分解前60 d,玉米高生长和地径生长在T2、T3(中高量凋落叶)处理下始终受到显著的抑制作用。随着凋落叶添加量的加大,玉米的叶面积所受抑制作用越强,在观察期间的平均化感敏感效应指数RI分别达-0.283、-0.427和-0.759。凋落叶分解前10 d,银木凋落叶的添加并未对玉米的生物量积累产生显著抑制作用,但随着分解时间的延长,凋落叶的抑制作用逐渐增强。玉米的单穗产量和每穗粒数随着凋落叶添加量的加大而显著降低,RI分别达:-0.275、-0.409、-0.525 和-0.232、-0.312、-0.454;玉米的千粒重随着处理量的加大呈下降趋势,但各处理间的差异并不显著。(2)银木凋落叶分解对玉米抗性生理的影响凋落叶分解20 d后,凋落叶分解对玉米体内抗氧化酶活性(CAT、POD和SOD)的抑制作用并不显著,而MDA(丙二醛)含量却随凋落叶添加量的增加而显著增加;凋落叶对玉米叶片渗透调节物质产生了显著影响,SS(叶片可溶糖)含量在凋落叶的作用下显著增加,SP(可溶性蛋白)含量则在T3(高量凋落叶)处理时受到显著抑制。当凋落叶分解40 d后,各处理间MDA和SS含量却无显著差异,但抗氧化酶活性及SP含量受到显著抑制。随着凋落叶分解时间的继续延长,各添加量银木凋落叶处理在上述多项生理指标上与CK不再有显著差异。(3)银木凋落叶分解对玉米光合生理的影响受体植物的光合色素含量受到了银木凋落叶分解的显著抑制,且在一定量凋落叶处理下,受体叶片的Chla/Chlb值有所上升,而Chl/Car值却有所下降。高量凋落叶处理显著抑制了玉米的净光合速率,此外,玉米叶片的LCP(光补偿点)和LSP(光饱和点)在中高量凋落叶处理下均显著降低,表明中高量凋落叶的添加不利于植物对弱光和强光的吸收。随着添加量的加大,CCP(二氧化碳补偿点)显著增加的同时,CSP(二氧化碳饱和点)有所降低,表明凋落叶的添加显著抑制了玉米对C02的吸收范围;随着凋落叶添加量的加大,玉米叶片Rp(光呼吸速率)有所升高,有利于过剩光能的耗散,能保护光合机构免受强光破坏。(4)银木凋落叶分解对土壤酶(脲酶、蔗糖酶和磷酸酶)活性的影响银木凋落叶分解对土壤脲酶活性的影响十分有限,仅分解40 d的T2(中量)处理和分解60d的T3(高量)处理显著抑制了脲酶活性。当凋落叶分解前20d时,凋落叶作用下的土壤磷酸酶和蔗糖酶活性有所增加,表明在凋落叶化感作用刺激下,土壤中磷酸酶、蔗糖酶活性的增加可以为植物提供更多的营养物质,但值得注意的是,酶和微生物的相互作用可能会在土壤中形成较多的过氧化物,可能伤害到植物根系,进而干扰玉米对营养元素的吸收。(5)施肥对银木凋落叶化感作用的缓解效应通过底肥和追肥两种方式探讨施肥对银木凋落叶化感作用的缓解效应。其中施肥试验组玉米所受的平均化感综合抑制效应分别为-1.153和-0.975,均高于未施肥试验组(-3.453),表明施肥虽不能完全抵消凋落叶分解产生的化感作用,但却在一定程度上缓解了玉米所受抑制效应,显著改善了受体的生长状况。综上,银木凋落叶分解对玉米的生长产生了显著抑制作用,且随着凋落叶添加量的加大,该抑制作用逐渐增强;而随凋落叶分解时间的延长,该抑制作用呈先增后减的趋势。适量施肥也可以作为缓解农林复合系统中化感作用的重要措施,且追肥效果更佳。
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